Typy paměti RAM, které běží dnešní počítače

by Stanley Goodner

Téměř každé zařízení schopné výpočetní techniky potřebuje paměť RAM. Podívejte se na své oblíbené zařízení (např. Smartphony, tablety, stolní počítače, notebooky, grafické kalkulačky, HDTV, ruční herní systémy apod.) A měli byste najít nějaké informace o paměti RAM. Přestože všechny paměti RAM v podstatě slouží stejnému účelu, existuje dnes několik běžně používaných typů:

Statická paměť RAM (SRAM)
Dynamická paměť RAM (DRAM)
Synchronní dynamická paměť RAM (SDRAM)
Synchronní dynamická paměť RAM s jednoduchou datovou rychlostí (SDR SDRAM)
Synchronní dynamická paměť RAM s dvojitou rychlostí dat (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
Grafická synchronní dynamická paměť RAM s dvojitou rychlostí dat (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
Flash paměť

Co je RAM?

RAM znamená Random Access Memory a poskytuje počítačům virtuální prostor potřebný pro správu informací a řešení problémů v daném okamžiku. Můžete si to představit jako opakovaně použitelný papír, který byste psali poznámky, čísla nebo kresby s tužkou. Pokud na papíře vyčerpáte pokoj, vyděláte více tím, že vymažete to, co již nepotřebujete; RAM se chová podobně, když potřebuje více místa k řešení dočasných informací (tj. Běžícího softwaru / programů). Větší kusy papíru vám umožňují vyčistit více (a větší) nápady v době, než je třeba smazat; více paměti RAM uvnitř počítačů sdílí podobný účinek.

RAM se dodává v různých tvarech (tj. Způsobu fyzického připojení nebo propojení s výpočetními systémy), kapacit (měřeno v MB nebo GB ), rychlosti (měřené v MHz nebo GHz ) a architektury. Tyto a další aspekty je důležité zvážit při modernizaci systémů s pamětí RAM, protože počítačové systémy (např. Hardware, základní desky) musí dodržovat přísné pokyny pro kompatibilitu. Například:

Počítače starší generace pravděpodobně nebudou vyhovovat novějším typům technologií RAM
Paměť notebooku se nebude hodit do stolních počítačů (a naopak)
RAM není vždy zpětně kompatibilní
Systém obecně nemůže kombinovat různé typy / generace paměti RAM

Statická paměť RAM (SRAM)

Čas na trhu: 90. let k současnosti
Oblíbené produkty používající SRAM: Digitální fotoaparáty, směrovače, tiskárny, LCD obrazovky

Jeden ze dvou základních typů pamětí (druhý je DRAM), SRAM vyžaduje konstantní tok výkonu , aby fungoval. Z důvodu nepřetržitého výkonu nemusí být SRAM "obnovován", aby si pamatoval uložená data. To je důvod, proč je SRAM nazýván "statickou" - pro udržení dat neporušená žádná změna nebo akce (např. Osvěžující). Nicméně, SRAM je volatilní paměť, což znamená, že všechna data, která byla uložena, se ztratí po vypnutí napájení.

Výhodou použití SRAM (oproti DRAM) je nižší spotřeba energie a rychlejší přístupové rychlosti. Nevýhody použití SRAM (oproti DRAM) jsou menší kapacity paměti a vyšší výrobní náklady. Vzhledem k těmto charakteristikám se SRAM typicky používá v:

CPU cache (např. L1, L2, L3)
Pevný disk vyrovnávací paměť / mezipaměť
Digitální až analogové převodníky (DAC) na grafických kartách

Dynamická paměť RAM (DRAM)

Čas na trhu: sedmdesátá léta až polovina 90. let
Oblíbené produkty Používání DRAM: Videohry, síťové hardwarové prvky

Jeden ze dvou základních typů pamětí (druhý je SRAM), DRAM vyžaduje periodickou obnovu napájení , aby fungoval. Kondenzátory, které ukládají data do DRAM, postupně vypouštějí energii; žádná energie znamená ztrátu dat. To je důvod, proč se DRAM nazývá "dynamický" - pro udržení dat v neporušeném stavu je nutná neustálá změna nebo akce (např. Osvěžení). DRAM je také volatilní pamětí, což znamená, že všechna uložená data se ztratí po vypnutí napájení.

Výhodou použití DRAM (vs. SRAM) jsou nižší výrobní náklady a větší paměťové kapacity. Nevýhody používání DRAM (vs. SRAM) jsou pomalejší přístupové rychlosti a vyšší spotřeba energie. Vzhledem k těmto charakteristikám se DRAM typicky používá v:

Systémová paměť
Video grafická paměť

V devadesátých letech byla vyvinuta rozšířená data dynamická paměť RAM (EDO DRAM), po níž následoval její vývoj Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Tyto typy pamětí měly odvolání kvůli zvýšenému výkonu a efektivitě při nižších nákladech. Technologie však byla vývojem SDRAM zastaralá.

Synchronní dynamická paměť RAM (SDRAM)

Čas na trhu: od roku 1993 do současnosti
Oblíbené produkty Používání paměti SDRAM: Paměť počítače, herní konzole

SDRAM je klasifikace DRAM, která pracuje synchronizovaně s hodinami procesoru , což znamená, že čeká na hodinový signál před odpovědí na zadávání dat (např. Uživatelské rozhraní). Naproti tomu DRAM je asynchronní, což znamená, že okamžitě reaguje na zadávání dat. Výhodou synchronního provozu je, že CPU může paralelně zpracovat překrývající se instrukce, také nazývané "pipelining" - schopnost přijímat (číst) novou instrukci dříve, než byla předchozí instrukce plně vyřešena (psát).

Ačkoli pipelování neovlivňuje čas potřebný k zpracování pokynů, umožňuje to, aby byly dokončeny další instrukce současně. Zpracování jedné instrukce čtení a jedné zápisu za jeden cyklus hodin má za následek vyšší celkový přenos / výkonnost procesoru. SDRAM podporuje pipelining díky tomu, že je jeho paměť rozdělena do samostatných bank, což vedlo k jejímu rozšířenému preferenci nad základní DRAM.

Synchronní dynamická paměť RAM s jednoduchou datovou rychlostí (SDR SDRAM)

Čas na trhu: od roku 1993 do současnosti
Oblíbené produkty Použití karty SDR SDRAM: Paměť počítače, herní konzole

SDR SDRAM je rozšířený termín pro SDRAM - tyto dva typy jsou stejné a nejčastěji označované jako SDRAM. "Jednotlivá datová rychlost" udává, jak paměť zpracovává jednu čtení a jednu instrukci zápisu na jeden cyklus hodin. Toto označení pomáhá objasnit srovnání mezi SDR SDRAM a DDR SDRAM:

DDR SDRAM je v podstatě SDRAM SDRAM druhé generace

Synchronní dynamická paměť RAM s dvojitou rychlostí dat (DDR SDRAM)

Čas na trhu: 2000 k současnosti
Oblíbené produkty používající DDR SDRAM: Paměť počítače

DDR SDRAM funguje jako SDRAM SDRAM, pouze dvakrát rychleji. DDR SDRAM je schopen zpracovat dva instrukce pro čtení a dva zápisy za jeden cyklus hodin (tedy "dvojitý"). Přestože funkce DDR SDRAM podobná, má fyzické rozdíly (184 kolíků a jeden zářez na konektoru) oproti SDRAM SDRAM (168 pinů a dva zářezy na konektoru). Modul DDR SDRAM pracuje také s nižším standardním napětím (2,5 V od 3,3 V), což zabraňuje zpětné kompatibilitě s SDR SDRAM.

DDR2 SDRAM je vývojový upgrade na DDR SDRAM. Zatímco se jedná o dvojnásobnou datovou rychlost (zpracovává se dvě instrukce pro čtení a dva zápisy na jeden cyklus hodin), DDR2 SDRAM je rychlejší, protože může běžet při vyšších rychlostech. Standardní paměťové moduly DDR (bez přetaktování ) vyčnívají na 200 MHz, zatímco standardní paměťové moduly DDR2 vyčnívají na 533 MHz. DDR2 SDRAM pracuje s nižším napětím (1,8 V) s více kolíky (240), což zabraňuje zpětné kompatibilitě.
DDR3 SDRAM zlepšuje výkon přes DDR2 SDRAM díky pokročilému zpracování signálu (spolehlivost), větší kapacitě paměti, nižší spotřebě energie (1,5 V) a vyšší standardní rychlosti (až 800 MHz). Ačkoli DDR3 SDRAM sdílí stejný počet kolíků jako DDR2 SDRAM (240), všechny ostatní aspekty zabraňují zpětné kompatibilitě.
DDR4 SDRAM zlepšuje výkon přes DDR3 SDRAM díky pokročilejšímu zpracování signálu (spolehlivost), ještě větší kapacitě paměti, ještě nižší spotřebě energie (1,2 V) a vyšší standardní rychlosti (až 1600 MHz). DDR4 SDRAM používá 288-pinovou konfiguraci, která rovněž zabraňuje zpětné kompatibilitě.

Synchronní dynamická paměť RAM s dvojitou rychlostí (GDDR SDRAM)

Čas na trhu: od roku 2003 do současnosti
Oblíbené produkty Používání GDDR SDRAM: Grafické karty, některé tablety

GDDR SDRAM je typ DDR SDRAM, který je speciálně navržen pro vykreslování grafické grafiky, obvykle ve spojení se speciální grafickou jednotkou (grafickou jednotkou) na grafické kartě . Moderní PC hry jsou známy tím, že tlačí obálku s neuvěřitelně realistickým prostředím s vysokým rozlišením, které často vyžadují náročné specifikace systému a nejlepší hardware grafické karty pro přehrávání (zejména při použití displejů s vysokým rozlišením 720p nebo 1080p ).

Podobně jako DDR SDRAM má GDDR SDRAM vlastní evoluční linii (zlepšení výkonu a snížení spotřeby energie): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM a GDDR5 SDRAM.

I přes sdílení velmi podobných vlastností s DDR SDRAM není GDDR SDRAM přesně stejný. Existují značné rozdíly v tom, jak funguje GDDR SDRAM, zejména pokud jde o to, jak je šířka pásma upřednostňována před latencí. Očekává se, že procesor GDDR SDRAM bude zpracovávat obrovské množství dat (šířku pásma), avšak ne nutně u nejrychlejších rychlostí (latence) - myslíte na 16jazdnou silnici nastavenou na 55 MPH. Srovnatelně se předpokládá, že DDR SDRAM bude mít nízkou latenci, aby okamžitě reagovala na CPU - přemýšlejte o dvourychlostní dálnici nastavenou na 85 MPH.

Flash paměť

Čas na trhu: 1984 k současnosti
Oblíbené produkty používající paměť Flash: digitální fotoaparáty, smartphony / tablety, ruční herní systémy / hračky

Flash paměť je typ energeticky nezávislého paměťového média, které uchovává všechna data po odpojení napájení. Přes název, je paměť flash blíže ve formě a provozu (tj. Ukládání a přenos dat) na pevné disky než výše uvedené typy paměti RAM. Flash paměť se nejčastěji používá v: